大功率板條激光振蕩器和放大器的研究.pdf

1、半導(dǎo)體激光器(Laser Diode，LD)部分端面泵浦混合腔板條激光器因輸出功率高、光束質(zhì)量接近衍射極限的輸出特性，引起了越來(lái)越多課題組的關(guān)注，并研究利用此結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量激光輸出。此結(jié)構(gòu)激光器件有五個(gè)主要特點(diǎn):第一，采用新型的半導(dǎo)體陣列(Laser Diode Array, LDA)作為泵浦源，可大大提高泵浦功率;第二，板條晶體的兩個(gè)大面通過(guò)熱傳導(dǎo)冷卻，有效降低了晶體內(nèi)部的熱效應(yīng);第三，耦合系統(tǒng)的整形，使泵浦光強(qiáng)度在水平方

2、向上均勻分布，消除了晶體內(nèi)部水平方向的溫度梯度，即減少了一維熱效應(yīng);第四，部分端面泵浦的形式使泵浦光和腔內(nèi)振蕩激光的模式相匹配，提高光-光轉(zhuǎn)化效率;第五，混合腔的結(jié)構(gòu)使輸出激光的光束質(zhì)量接近衍射極限。本文采用Nd∶YVO4作為激光增益介質(zhì)，重點(diǎn)研究應(yīng)用此結(jié)構(gòu)輸出高功率、高光束質(zhì)量激光的特性，并應(yīng)用板條晶體通光面積大的特點(diǎn)，研究了其放大輸出特性，論文主要有以下內(nèi)容:
　　 一、概括論述了板條激光器的發(fā)展歷程;介紹了本文研究的新型結(jié)

3、構(gòu)板條激光器的特點(diǎn)，以及板條激光放大器的研究意義及進(jìn)展。
　　 二、從熱傳導(dǎo)方程出發(fā)，理論上計(jì)算了不同泵浦功率下，單端泵浦以及雙端泵浦板條晶體內(nèi)部的熱溫度分布，并采用MATLAB軟件模擬了晶體內(nèi)部溫度梯度的分布圖。模擬結(jié)果表明，在晶體所能承受的熱應(yīng)力范圍內(nèi)，雙端泵浦可大大降低晶體內(nèi)部的熱梯度，能夠適應(yīng)更高的泵浦功率。
　　 三、從實(shí)驗(yàn)上研究了正支、負(fù)支混合腔結(jié)構(gòu)板條激光器的輸出特性，并分析比較了兩種混合腔結(jié)構(gòu)的區(qū)別。實(shí)驗(yàn)

4、結(jié)果表明，在相同條件下，負(fù)支混合腔結(jié)構(gòu)板條激光器輸出的激光功率和光束質(zhì)量更高，而正支混合腔結(jié)構(gòu)更易于產(chǎn)生脈沖板條激光。
　　 四、詳細(xì)介紹了板條結(jié)構(gòu)激光器作為放大器的研究進(jìn)展;從理論上計(jì)算并分析了此結(jié)構(gòu)板條放大器，以及應(yīng)用平平腔構(gòu)成放大器的可行性。本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，計(jì)算了對(duì)種子光的要求;在實(shí)驗(yàn)上應(yīng)用單頻連續(xù)激光器，研究了其放大輸出特性。并提出下一步將采用脈寬為納秒、皮秒的脈沖激光器作為種子源，應(yīng)用于高功率激光放大。